井有多深?井的下面是一个怎样的世界?
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多图慎入。
补充更新:评论里有几位朋友说,这里只是说坎儿井,普通的井不是这样哒。说的没错,这里确实主要在说坎儿井,但普通的水井和坎儿井在取水原理上并没有本质不同——从没有水的地表向下挖洞,一直挖到含水层(一般是潜水层),地下水会自然从周围地层渗出,蓄积在井底。坎儿井的特殊之处,只是通过一连串竖井,在井底挖掘一条有坡度的暗渠将水引到远处。
只不过普通的水井没法找到这么好的视频资料来说明,只能使用找得到的素材来展示井下的世界。
模式图也放两个个好了。
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贝爷在一期北非撒哈拉沙漠的节目里,找到了一口井。(然后他把这口井吃了。
为了找水,他决定下入井底——
如果足够仔细,可以看到井壁表明有泥巴干涸形成的泥裂,以及组成地层的砾石泥砂。
这就是井底了,井壁上糊了层不知多少年前留下的泥巴。由于地下水位的下降,曾经的含水层可能会干掉,水跑到更深的地方去。所以贝爷只能继续挖掘。
其实,如果继续挖上半米至一米的样子,应该是可以找到更多的水的,但贝爷放弃了。
视频链接:
荒野求生(合集)(37)_其他---------------原答案---------------------
当我们用绳索下井的时候,如果井壁没有用石块垒起来,会看见这样的场面:
泥砂和砾石,逐渐深入漆黑的井底。
当阳光逐渐变成遥远的记忆,我们也差不多快到井底了——阴冷潮湿,泥土和水的芬芳扑面而来。
冰凉的井水,潮湿的泥砂和砾石。这种紧紧堆积的泥、砂、砾石,我们亲切的称之为沉积物。
漫长的岁月里,这些沉积物一层层堆积起来,随着沧海桑田的地质变化,在适合的环境中。一点点的被深埋地下。
借着手电的微光,摸索前行。不知什么时候起,你似乎感觉下雨了:头顶和身边的地层里,晶莹的水滴正在落下,化作悦耳动听的滴答声。
水雾氤氲中,你继续探索。
直到走到这条地下暗河的尽头,转身回望。
链接在此。《
地球造人How Earth Made Us》——之水篇。
并没有想象中源源不断补充水源的地下瀑布,仅仅是这些滴答作响的水滴,它们不断从沉积物中渗出,并在这条人工开凿的通道里汇聚成水流,沿着地势的坡度流淌下去。
这是坎儿井,是古代人力工程和朴素地理观念的伟大奇迹。人们通过连续的竖井,在地下开挖通道,连接了高处含水层【距离地表更浅】和低处不含水层【低处含水层更深】,流淌的地下水就这样被人为的从含水层引入不含水层。
上面那些滴答滴答下雨的地层,就是在该图虚线以左开凿的mother well里的景象,虚线以下即为含水层。而如果你看完那个纪录片,会发现那套坎儿井系统(伊朗某处)实际上是下面的原理:
也许只是巧合,挖出水的那口井正好位于一条断层(fault)的上升盘(向上箭头)一侧。断层活动形成细密的断层泥,阻碍了含水层(aquifer)中水体向低处的流动,相当于形成一个地下水库。既然有一口井出水了,那么就引到低处去吧。
引自文献:
Accurate measurements with primitive instruments: the “paradox” in the qanat design坎儿井的起源是一个有趣的话题,不过与本题关系并不大,就不扯了。
在那个萌妹的…抱歉,是蒙昧的年代,人们无从得知包气带、潜水层、含水层、隔水层等观念,人们只是发现,需要水才能生长的植被,能够在地表没有水的地方茁壮生长。既然根是向下长的,那就挖一挖吧。
直到挖出了水。
如果仅仅挖到这样,用石头将井壁砌上,就会成为一口普通的水井——并不太深,挖到的也只是潜水带或者浅层蓄水带的水。井底周围,仅仅是渗水的地层罢了,可能还只是松散的沉积物,并未转化为岩石。没有水晶宫,也没有井龙王。
小时候看着地里灌溉用的井每天抽出那么多水都抽不完,感觉好神奇。然后想象着地下一定有个无比巨大的大水池,大水池上面盖着这层土地。但是,这水是从哪来的?为什么土地不会坍塌下去?这些问题一直没想出合理的解释。。。因为不了解、不知道,所以就会去想象那是怎么回事,但是呢,想象一般都是不靠谱的。。
后来到大学阴差阳错的学了这方面的知识,才解开童年时期多年的迷惑。
现在借这个问题,简单说下地下水和井(在此仅指水井)的相关东西,让那些和我有同样童年迷惑的人对此有所了解。为了易懂,尽可能少用专业词汇,同时因为自然界的各种条件和状况复杂多变,在此也只是说下主要的方面。
如果有疑问,可以提出来,我会进行相关方面的补充。
回答提纲大致如下:
一、 地下水相关
二、 水井工作原理
三、水井(河姆渡井,大口井,筒井,盐井,管井,其他特殊井)
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一、地下水相关
1、水资源储量和比例
地球上的水分为咸水和淡水,咸水远比淡水多,这是一般人都知道的,毕竟四大洋覆盖了地球70%的表面。但就淡水来说,可能会有人以为江河湖泊淡水比地下淡水多,以前我也这么“以为”的。因为江河里的水太直观了,每个人都能看到滔滔江水向东奔流,永不停息。不过事实并不是如此。
(据 Gleick, P. H., 1996 :水资源,天气气候百科全书)
这张表可以说明详细比例,淡水占水的比例很小,淡水中大部分是冰雪,即分布在两极、格陵兰和高山的冰川积雪,河湖水远少于地下水。而且,相对于湖泊,河流中的水少的可怜。那为什么我们还不断的从江河中取水呢?这就涉及到水循环的问题了。
2、含水层、隔水层
先说下地层,我们脚下的土地和以下的岩石是分层的,是在地质历史时期不断沉积形成的。不同时期沉积的物质不同,就形成不同的地层。时间长的已经变成了岩石,时间短的还是松散沉积物,比如地表的土壤。
不论是已经成岩的还是松散沉积物,都是由颗粒组成的,那么颗粒和颗粒之间就会有空隙,这种类型的空隙称为孔隙。岩石裂缝也会形成空隙,这个叫做裂隙。还有一种空隙叫溶隙,就是岩溶,也叫喀斯特,桂林山水就是典型的喀斯特地貌。这三种空隙都可赋存地下水,现在利用比较多的是孔隙水。
含水层和隔水层的概念主要是对于孔隙水说的,所以这里只说这个。不同的沉积物由不同的物质组成,孔隙大小不同,含水的多少就不同,水能否通过和通过速度也不一样。比如砂土,空隙大,含水多,水也很容易通过,就叫做含水层。另如粘土,孔隙很小,水很难通过,叫做隔水层。这样不同的地层就分成了含水层和隔水层。水井的作用就是要把含水层里的水抽出来。
含水层和隔水层的解释可以参考下面地下水分类的图。
3、地下水分类
按照不同的分类标准可以把地下水分成不同的类型。为了简化和方便后续井的说明,这里只按照埋藏条件来分类,分为潜水、承压水和上层滞水。
在上图的中间位置,abc分别表示上层滞水、潜水和承压水。
潜水是饱水带中第一个具有自由表面的含水层中的水,直接和大气相通,下部是隔水层,上部是包气带(能透过水但是不含重力水)。潜水埋深浅,容易开采利用。
承压水是两个隔水层之间的含水层里的水,有一定的承压性,就是水有向上流的趋势,因为隔水层的阻挡才不能如此。如果有向外流出的通道,就可以形成上升泉,还可以成为自喷井,类似早期油田的自喷,这都是因为水或石油的承压性质。
上层滞水是局部隔水层之上的水,水量小,一般利用价值不大,通常不予考虑。
4、地下水特点
- 分布广泛。地下水的分布远大于河流湖泊,所以说人类对地下水的利用也大大扩展了活动范围。
- 变化稳定。和河流相比,水量稳定的多,否则枯水年没水可就惨了。
- 天然调节性。地表水需要水库进行丰枯调节,地下水本身就可以了。
- 水质良好。地表水易被污染,而地表水和降水入渗形成地下水的过程中要经过地层的过滤,中间也会发生各种地球化学作用,使水质更好。但是,地下水一旦污染,非常难治理,需要的时间和耗费都不会低。关于水质的这个,也是题主的一个问题。
- 易于开发利用
二、水井工作原理
从地表向下挖,直到潜水面以下,含水层里的水就会流进井里,井里充满水,就可以从井里抽水。
根据含水层和井的关系,又可以分为不同类型的井。上面的a井,贯穿了整个含水层,而且整个断面都可以进水,这种叫做完整井。b井是没有贯穿整个含水层,但是井壁和井底都可以进水,c井只有井底可以进水,d井只有井壁可以进水。后面这三种井都叫非完整井。如果再加上不同的含水层,井的结构会更复杂一些。
水井工作时候就像上图这样的,从井里不断抽水,水位降低,周围的水就会不断流入井中,逐渐形成以水井为中心、中间水位低、往外水位高的水位分布,就像漏斗一样,所以叫做降落漏斗。
如果一个很大的区域过度开采地下水,就会导致这个区域比周围水位低,比如华北地下水漏斗,这些会引发多种水文地质灾害,例如地面沉降,尤其是不均匀的沉降,植被缺水导致的荒漠化,机井报废,泉水干涸等等。
三、水井
主要介绍河姆渡井、大口井、筒井、盐井、管井和一些特殊类型井。其中,河姆渡井是迄今发现的最早的水井;大口井和筒井是在古代人工开挖的水井,用来获得日常所用的淡水,是以前离河流较远的人们获得淡水的主要途径,现在仍然有很多地方在使用,尤其是山区和半山区;盐井是四川地区的人们为了获得卤水以熬制盐而挖的,对于现代钻井技术有革命性的意义;管井主要是使用现代钻井设备和抽水设备开挖的水井,井的结构更为复杂和科学。
1、河姆渡井
浙江余姚河姆渡遗址发现的木质结构井是国内现在发现的最早的井,距今大概6000年。
河姆渡井由内外两部分构成,内方外圆,外围直径6米左右,最大深度大概1.4米。因为位于南方,潜水埋深很浅。
水井的出现,对于人类社会的发展有重要意义。以前人类逐水而居,没有河流或泉就没法生存。井使人类摆脱了河流的限制,拓展了人类的生存空间。
2、大口井
先来看看大口井,
大口井就是这样的。。。直径2到10米,深度一般 在10米左右,不超过20米,毕竟人工挖这么大的坑好费劲啊。周围多用石块衬砌。这些区域一般潜水埋深浅,地表以下三五米就是潜水面,地下水通过井底和井壁进入大口井。因为大口井的水的水质较难保证,所以现在多用来灌溉。这幅图中的那条明显的界线就是近几年地下水位最高时候的印记。
3、筒井
这种水井在很多地方都还在使用,尤其是山区和半山区,有的村里一家一口,有的一片一口。人工开挖,然后用砖或者石头砌上来。也有用混凝土浇筑的,但是这样就只能通过井底进水了。深度根据当地潜水的埋深确定,一般比枯水期的水位深一点。现在这种筒井一般是机器打孔,然后砖砌或石砌,可以深达十几米或更多。
4、盐井
盐井是古代人们为了取得卤水,然后获得食盐钻凿的,最为典型的古代盐井是四川盆地地区的卓筒井。
钻凿时候是这样的,
在打井位置设立木质碓架、由人在碓架上一脚一脚地踩动(捣碓),运用杠杆原理,带动锉头上下运动凿进。重达几十公斤的钻头不断地提起落下击碎井底的岩石,渗入的地下水(无水渗入则灌入水)和钻出的岩屑、泥沙形成的泥水,这时用扇泥筒将这些含有岩沙的泥水取出。
扇泥筒 工作原理是这样的:
当扇泥筒放入井内触到泥水时,井内的泥水对筒底皮钱产生压力迫使皮钱向内张开,泥水进入筒内;扇泥筒提起时,井下的泥水对筒底的压力消失,而筒内泥水在重力作用下对皮钱产生向下压力,皮钱因受筒壁凸出部的阻碍而关闭,泥水不漏失。下面就是一个单向阀门,类似于心脏瓣膜。
然后把打通的楠竹下到井中,固定井壁,也防止以后取卤水时候上层淡水的侵入。
制成的卓筒井是这个样子的,
左下角就是卓筒井了,相连的篾片下面连接的是一个直径比井径小的长筒,长筒下面也是一个单向阀门,提取卤水后把它提上来。
卓筒井深度一般在100多米,直径15厘米左右,小口盐井。四川省自贡的燊海井是一口清代凿成的天然气和黑卤生产井,是世界上第一口超千米深井,深达1001.42米。
2亿年前古四川盆地曾经是一个类似于今日中东死海的古盐海,形成现在的从地下几十米到几千米,从液体盐到固体盐,所以四川盆地在古代会有卤水制盐。在宋代时候,四川盆地的私盐贩子为了得到卤水制盐,并躲避官府的追查,发明了卓筒井,同时也诞生了一种革命性的钻井技术,就是卓筒井钻凿所用的这种技术,冲击式顿钻凿井法。
北宋庆历年间发明使用的"冲击式顿钻法",开创人类机械钻井技术的先河,对于现代凿井技术的发展有非常重要的意义。
5、管井
管井,就是平常说的机井,是指井径较小,井深较大,用来取水或者回灌的井,取水井较多。管井一般是使用现代钻井机械打孔,然后安装井管、填砾、止水、洗井完成的。这也是现在最为普遍的井型。
管井的基本结构是这样的,
这张图显示的水井结构稍微复杂一点,分为下、中、上三个直径,贯穿上部的潜水层和下部的一个岩溶承压含水层,因为潜水层的水质较差,所以抽取的只是下部岩溶含水层的水。那这个是怎么控制的呢?
井孔打好以后,需要放入井管,井管分两种,一种是管壁完整的,一种是管壁带孔的,管壁带孔的就是上图所示的过滤器了。然后就在岩溶含水层那个位置用带孔的井管,其他部分用不带孔的井管,这样只有岩溶含水层的水能进入井内了。还有,井孔是比井管直径大的,这个要重新填土埋上,岩溶含水层位置填砂砾石,容易透水,其他位置填粘土等隔水的介质,使上部的潜水不会进入下部导致岩溶含水层的水质也变坏。
下部的沉淀管是用来沉淀进入井中的泥沙,防止从含水层冲进去的泥沙把井埋了。如果上部潜水层的水质符合要求,或者仅仅打到潜水而没有打到下部的含水层,那么潜水那部分就不用封堵了。
管井的深度由几十米到上千米不等,一般都在300米以内。出水量在每天500-6000立方米,大的可以到几万立方米。
6、特殊类型水井
(1)、辐射井
辐射井是在大口井动水位以下,穿透井壁沿径向四周含水层安装水平集水管道──辐射管形成。
中间是一个大口井,周围设置辐射管,用来增加渗透性,提高出水量。
(2)、坎儿井
关于坎儿井在 @云舞空城 的回答里已经说的非常详细了。坎儿井是在特殊的自然地理条件和水文地质条件下形成的井型,使得水在地下通道内汇集,大大减少了蒸发损失。就不再过多说明了。
清华有两口井,每个深三千米。
清华紫荆公寓的洗澡水并非锅炉烧出来的,而是来自3km深的地热井。学校在东北门打设地热井,水原先都是100多度,抽上来也有六七十度,直接用于宿舍洗澡水供应!所以我们洗的都是温!泉!水! 同时为在紫荆14号楼北侧打设回灌井,以保证资源的可持续利用。
土木系地下所
@罗爽同学正在进行地热开采相关的科学问题研究。
世界上最深的井,是苏联科学家在科拉半岛的佩琴加区(69°23'46"N 30°36'32"E)钻探的科拉超深钻孔(Кольская сверхглубокая скважина/Kola Superdeep Borehole),从1970年5月24日开始钻探,至1989年达到12262米(SG-3)。
古井底下一般都有古钱币,有不小心掉进去的,有特意扔下去祈福的。古井底部的淤泥特深,小时候条件有限,村子里的农民都没有钱去买化肥,我家也是。但这可难不住习惯了精打细算的村民们,于是就把古井的水一桶桶提出来,等见底的时候就派人下去把淤泥掏起来用来给庄稼施肥。我记得很清楚,有年冬天村民们把公家的池塘放干,每家每户都分到了不少的淤泥,但还是不够;村里的长者就让大伙把那口古井的水提出来,于是每家每户又分到了一点点淤泥,但还是不够;最后实在是没办法了,村里的长者只好跑到附近的屋邦(我们当地的小村庄,一般都是4-5户住在一个半封闭的山间小盆地中)开口借一点淤泥!
我家院子里原来有两口井。
我种的迦仑就在新井旁边。
为什么知道有水?
挖坑的时候发现的。
以前盖房子都要挖地基,挖两米,有水渗出来了,自然就知道地里有水了。
再往前推,古人挖洞,做陷阱坑猎物。
挖的洞多了,自然就遇过有水的坑了。
等干旱了,自然就会想起来挖坑有水了。
然后总有几个人喜欢验证,就挖多点坑,发现没有河流也可以找到水,于是从沿河流域(人类文明都是从河流流域延伸的)慢慢往周边繁衍,一个村庄至少一口井,慢慢慢慢,井随着迁移就越挖越多了。
井是为了水挖的,所以挖到了泉眼就停了,然后用干净的石子和木炭等把泉眼维护好。冬暖夏凉,甘甜清冽,可好喝了。
如果挖得深还没水,自然就会放弃了。
没有水的井就是深坑了。
泉眼被堵断水了的井也会变成坑。
这种深坑可危险了。
所以我家把断水的井填了,挖了新坑,哦,新井,然后我种了迦仑。
至于怎么找井嘛?
其实也没那么复杂,干旱时候,别的草木枯萎死翘翘,就那小山坡的那戳草长得特别繁盛,难道你就不想挖挖看?
每一口井底下都有个水晶宫住着一个井龙王,《西游记》中有记载。
水下有风
五千多年前夏禹总结了水井的自然规律
他用两个符号文字精准的概括出水井形成之原理
即 “☴ ☵ ”两个分别表示“风”、“水”的符号文字
这两个符号文字一重叠
就揭示出“风上有水”和“风下有水”两大自然规律
根据“风上有水”原理多数民族大量开凿水井
而西北少数民族则根据“风下有水”开凿坎儿井
五千多年前的科学智慧
二千多年来却被易学大尸们愚蠢的认知为“八卦”
如果国人二千多年来正确研究“群经之首”
中国易学就不至于沦落为“卜筮之书”
而《周易》就不会背上“阻碍科学发展的障碍”之骂名
当然,历史没有如果
我初学易学时也不明白“水下有风”
因为我对物理学与易学大尸们一样几近白痴
改邑不改井
甲骨文中就常有“在麓北东作邑于之”此类的记载
记载的是武丁在拓疆旷野时修筑城邑
而修筑城邑最根本的条件就是有无水资源
先人对水井的重视程度就不言而喻了
武丁改建城邑时对旧井怎样处理
专门以夏禹“☴ ☵ ”原理来占卜
得“改邑不改井,无丧无得”之卜辞
至周文王时又大费周章论正治井
一、井泥不食,旧井无禽
说的是久不用的井必须淘井后使用
井泥沉积时间常了连鱼也不能生存
沒鱼的井自然无鸟禽光顾
二、井谷射鲋,瓮敝漏
三、井渫不食,为我心恻;可用汲,王明并受其福
四、井凳无咎
五、井冽,寒泉食
六、井収勿幕,有孚元吉
五千多年前中国先人就明白风就是气
现代人把飞机空气流动试验场称之为“风洞”
而不肖子孙们却在研究“八卦”
来源:知乎
著作权归读者所有
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我们那有口井,有次我把桶掉下去了,下去拿就碰到了龙王。他表示我很帅,要招我当女婿,我很高兴,可是他把女儿叫出来,我就呆了,原来是个蛤蟆。
我不乐意了,说他是骗子,他表示这是他干女儿,我一想不好,这是让我当接盘侠啊。我要走,他威胁我,说敢走就让我没好果子吃,我要走了就不准我们村的人来打水,谁来就没收谁的水桶,还要告我妈。我有点害怕,灵机一动说回家准备聘礼,总不能空手结婚吧,他居然同意了。
回家告诉我妈,我妈笑了,说别理他。说这龙王精神不正常,其实本来是挺好的人,但是后来遭了罪了,破四旧那会把他当典型处理过,文革时又把他定性为“封建迷信资本家”,天天拉出来游街,后来虽然平反了,但从那精神就不正常了。
听说以前什么龙王山神狐狸精之类的很多,和人类相处很和谐,后来文革批斗的太厉害,弄的他们对人类不信任了,现在都偷偷摸摸出现,很少能看见,搞得大家以为他们不存在一样
我们家的井也就是十几米,也有深井的几十米。要有水,不能是沙层,必须穿透沙层或者刚好钻到一堆碎石中才会有水。
井下啥也没有.就相当于在海边沙滩上挖个坑.过一会里面就有水了.就是这个道理.井底的水是阴出来的.
家里老院子曾经有个井,15+年前曾找人下井修了一次井,当时我搅着鼓风机,只知道井下缺氧。
那时的井井壁都是土,没错是硬硬的土,人就是踩着井壁上的窝一脚一脚下去的。小时候喜欢爬在井边,扔个石头下去听响声,听老妈说以前爷爷有个孩子掉井里没了,所以这事儿总是要吓到老妈。
10年前在新院子打井时,就已经有了机器,机器掏井大概两三天吧,一口直径大概四十公分左右的井就掏好了,井里套上了水泥管(具体长啥样儿自行百度,大致如此,但比度娘图中的要小),井深根据所在地的地下水深度来定,虽然家里离洛河不远,但是家旁边几十米远就有个很高的崖,崖下面挖三四米就见水了(曾经村里吃水就是崖下面的机井里抽水的),我家里位置高打了十五六米吧,多年不用,现在已干。
井,周易里有水风井卦,可以看做最早的记载。古人跟今人一样。卫生啥的。但风,为☴,为木头。水在上,木在下,这就有意思了。挖井的工具先不讨论。先讨论井。有一点可以肯定井下是有木头的。考古已经发现了这一点。怎么用已无从知晓。现代人靠机器,几米,几十米,上百米,都有。井下的世界,我下去过,夏天,桶掉进去了,下去捞,绑着绳子,拿着钩子,水从四周往下渗,哗哗的,。深,我一米八,钩子两米,在那划拉,捞上来了。
古人挖井肯定会判断哪里水位浅,风水术就有了。进入封建社会,肯定会延续下来。宋有市井这个词,井在人多的地方没有问题。当然还有灌溉用的,坎儿井。古人不比我们差。井水有个特点冬暖夏凉。夏天用井水冰西瓜,脆,爽,不冻牙,还不坏肚子。冬天拉出来就洗脸也不冷。
我们村当时打水井,60米深。打好后的很长一段时间里,我们村总是对别村人吹嘘道:这可是六十米的深水井,压出来的水可都是矿泉水,你们村的不行。
可是。。。现在为我为我们村当时的孤陋寡闻感到惭愧,首都人民已经3km王者段位了,我们村还是黄铜都不到的渣,还为60m感到沾沾自喜。这他妈贫富差距也太大了,不服不服不服。